避免手機爆炸、電池容量變小...鋰電池正確充電與保養3個秘訣

避免手機爆炸、電池容量變小...鋰電池正確充電與保養3個秘訣

Note 7手機爆炸

最近,三星Note 7手機傳出自燃、爆炸意外,一時間,關於鋰電池、行動電源的安全問題,瞬間成為大眾矚目焦點。

「會爆炸的手機誰敢用!」
「手機又不是炸彈,怎麼這麼容易爆炸?一定有陰謀!」

嗯......看在化工人的眼裡,有些網路提問還真是不知道該從何解釋起。到底鋰電池是什麼?為什麼航空公司櫃檯總是會提醒我們托運行李中不能有鋰電池?還有最近的手機爆炸事件,為什麼會發生呢?

簡單認識鋰電池

電池中的成分多元且複雜,鋰電池只是個統稱。簡單說,使用鋰(Li,lithium)及其合金、化合物做為負極的化學電池,都可以叫做鋰電池。一般在手機、電子商品裡使用的鋰電池,比較正式一點的說法,是「鋰離子二次電池」,也就是可以充放電、重複使用的鋰電池。

「為什麼一定要用鋰電池呢?明明有比較安全的電池啊,為什麼不用?」

問得好!回答這個問題之前,我想先反問大家,對於手機的厚度、重量、待機時間,你的期待是什麼?

「當然是越輕薄、待機時間越久越好啊!」

這就是鋰電池可以脫穎而出的原因:鋰的密度小(0.53克/立方公分,比水還輕)、電壓高(Li+ + e- → Li的反應電動勢有3.0伏特),所以「能量密度」(energy density)很高,使用鋰電池,可以讓3C產品更輕、更小、用更久!是不是很美好呢?

除此之外,鋰電池還有不必擔心記憶效應、壽命長、適用溫度範圍廣等優點,幾乎可以說是電子產品的唯一首選!可是,鋰離子電池,卻也是這幾次爆炸意外的主角。

鋰離子電池為何會爆炸?

電池會自燃、爆炸的原因,通常都是過熱。

大家一定都有這個經驗:手機充電時,或是長時間高功率使用,像是用來看劇、錄影,手機都會熱熱的。這是因為鋰電池不論是充電或放電,都是讓鋰離子在正極、負極之間移動,這個過程會產生熱能。如果電池或電路設計不良,使熱能急速產生,就有可能發生熱失控(thermal runaway)現象:放熱造成反應速率加快,而反應速率加快又造成更多的放熱,讓溫度越來越高、反應速率越來越快,最後就造成起火燃燒或爆炸了!

熱失控的成因,無非是製造上的瑕疵,或不正常的使用,例如:短路、強迫充電或太過急速的充電、放電。Note 7 最近的爆炸事故,不外乎也是上述的原因之一。觀察新聞,一開始爆炸的案例都是在充電時發生,所以有人推測是因為廠商強化了快速充電功能,導致電池充電過程的過熱,再加上安全保護層出現瑕疵,引發失火;不過,後來發現有些爆炸情況發生在運送過程中,可見這次的電池爆炸問題不只是電池中防護層的不穩定,而可能是電解液的配方或是正負極的絕緣出現問題與瑕疵。

使用注意:使用上切記勿過充、勿用到低電量、注意溫度

就算不是 Note 7,我們生活中也充滿了各式鋰電池,怎麼使用才安全呢?鋰電池有幾點要特別注意:

1. 鋰電池使用至極低電量時易受到損傷,造成壽命減短電池容量減少;
2. 過度充電,也就是在滿電狀態時持續充電,容易造成電池受損。

第1點要避免很簡單,一但電量顯示15%或20%以下,就趕快充電。至於第2點,現在手機都有設定過充保護 ,電量充滿即會停止充電,不容易發生問題。此外,鋰電池怕熱怕冷也怕摔,在0°C以下或40°C以上的環境中充、放電,不只效率差,也會使電池受損。摔的話則是有可能會造成電池內部安全保護層受損,容易引起意外。

搭飛機時,托運行李常常會有碰撞的情形,貨艙中的溫度也常常因不同天候條件改變,鋰電池在這樣不穩定的環境中風險會增加,這也是為什麼鋰電池現在須隨旅客的隨身行李上機,不能放在托運行李中。

所以建議如果家裡有不要的舊手機,請務必送去回收點,不要隨意當一般垃圾丟棄:因為有鋰電池,不知道哪天會被摔到或戳到,避免增添不必要的危險因素。

自從鋰離子電池問世至今,已經默默推動好幾次的消費性電子產品的革新。不過人類的慾望無窮,大家對於電池的要求也越來越高,不但希望電池更輕薄短小、續航力更久,更希望充電的時間越短越好!面對這樣的情況,除了仰賴科技進步之外,消費者也務必要培養良好的使用習慣,才能善用科技的便利,避免意外傷害。

作者簡介_謝玠揚 博士

謝玠揚,台大化工博士,在30歲那年創辦醫美保養品牌Neogence霓凈思。近年來成功打入東南亞及歐美數十國市場,努力為台灣品牌走上國際。

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